流體機(jī)械 4-3

1、1提 示復(fù) 習(xí)下次課交作業(yè)下次課交實(shí)驗(yàn)報(bào)告在網(wǎng)上關(guān)注考試時(shí)間研究性學(xué)習(xí)的總結(jié)和提高第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇2n 離心式和軸流式風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)葉前導(dǎo)葉調(diào)節(jié)n 混流式和軸流式泵與風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉動(dòng)葉調(diào)節(jié)n 變速變速調(diào)節(jié)n 并聯(lián)并聯(lián)運(yùn)行中的運(yùn)行工況中的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)上次課主要內(nèi)容第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇3第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)與選擇第一節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的串聯(lián)、并聯(lián)運(yùn)行第二節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)第三節(jié) 離心式泵與風(fēng)機(jī)葉片的切割與加長(zhǎng)第四節(jié) 離心泵的系列型譜第五節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行第六節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的幾個(gè)問(wèn)題第七節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的選擇第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇4第三節(jié) 離心式泵

2、與風(fēng)機(jī)葉片的切割與加長(zhǎng)引 言 泵與風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)工況及附近運(yùn)行在設(shè)計(jì)工況及附近運(yùn)行時(shí)，具有較高的效率。但有的泵與風(fēng)機(jī)由于選型不當(dāng)選型不當(dāng)或型號(hào)型號(hào)無(wú)法適應(yīng)需要無(wú)法適應(yīng)需要，或由于裝置發(fā)生改變裝置發(fā)生改變等，其容量容量會(huì)過(guò)大或過(guò)小會(huì)過(guò)大或過(guò)小，達(dá)不到達(dá)不到較高的效率。 泵與風(fēng)機(jī)的容量過(guò)大或過(guò)小時(shí)容量過(guò)大或過(guò)小時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行改造改造。改造泵與風(fēng)機(jī)最簡(jiǎn)便的方法之一最簡(jiǎn)便的方法之一是切割切割或加長(zhǎng)葉輪葉片或加長(zhǎng)葉輪葉片。切割切割葉輪葉片外徑外徑將使泵與風(fēng)機(jī)的流量、揚(yáng)程（全壓）及功率降低降低；加長(zhǎng)加長(zhǎng)葉輪葉片外徑外徑則使流量、揚(yáng)程（全壓）及功率增加增加。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇5第三節(jié) 離心式泵

3、與風(fēng)機(jī)葉片的切割與加長(zhǎng)本節(jié)內(nèi)容：一、切割定律定律二、切割方式方式三、切割定律的應(yīng)用定律的應(yīng)用（舉例）第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇6一、切割定律1.前提前提條件： 對(duì)定速定速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式離心式泵與風(fēng)機(jī)，若葉輪葉片的切割量較小切割量較小，則可假設(shè)可假設(shè)： 1）切割前后切割前后葉輪葉片出口安裝角不變不變； 2）效率不變不變； 3）切割前后切割前后的出口速度三角形相似相似。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇7一、切割定律2.結(jié)論： （ 1 ） 對(duì) 于 中 、 高 比 轉(zhuǎn) 速中 、 高 比 轉(zhuǎn) 速 的 離 心 泵（ns=80350）及葉輪前盤(pán)為錐形或弧形前盤(pán)為錐形或弧形的離心式通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)，

4、可認(rèn)為可認(rèn)為葉輪切割前后切割前后的出口出口過(guò)流面過(guò)流面積不變積不變，即D2b2= D2b2，則有：224 16VVqDqD2224 17aDHHD2224 17bDppD3sh2sh24 18PDPD第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇8一、切割定律 （2）對(duì)低比轉(zhuǎn)速低比轉(zhuǎn)速的離心泵（ns=3080）及葉輪出口附近的前盤(pán)出口附近的前盤(pán)為平直形平直形的離心式通風(fēng)通風(fēng)機(jī)機(jī)，可假定切割前后可假定切割前后葉輪出口的寬度不變寬度不變，即b2= b2，則有：2224 19VVqDqD222420aDHHD222420bDppD4sh2sh2421PDPD第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇9一、切割定律3.說(shuō)

5、明： 1）式（4-16）式（4-21）稱(chēng)為離心式泵與離心式泵與風(fēng)機(jī)的切割定律風(fēng)機(jī)的切割定律。它反映了葉輪葉片切割前后切割前后對(duì)應(yīng)流量、揚(yáng)程、全壓及軸功率的關(guān)系。因此可以進(jìn)行切割前后切割前后性能參數(shù)的換算換算。 2)應(yīng)引起注意的是，從本質(zhì)上講，式（4-16）式（4-21）中所示參數(shù)之間的關(guān)系，并不是并不是切割前后運(yùn)行運(yùn)行工況點(diǎn)工況點(diǎn)之間的關(guān)系，而是切割前后對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)工況點(diǎn)之間的關(guān)系。 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇10一、切割定律4.切割或加長(zhǎng)前后對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)工況點(diǎn)遵循的規(guī)律：1) 對(duì)于中、高比轉(zhuǎn)速中、高比轉(zhuǎn)速離心泵及葉輪前盤(pán)為錐形前盤(pán)為錐形或弧形或弧形的離心式通風(fēng)機(jī)，有： 或 切割或

6、加長(zhǎng)拋物線拋物線 其中，kD和kD是切割或加長(zhǎng)比例常數(shù)比例常數(shù)。2) 對(duì)于低比轉(zhuǎn)速低比轉(zhuǎn)速離心泵及葉輪出口附近的前盤(pán)出口附近的前盤(pán)為平直形為平直形的離心式通風(fēng)機(jī)，有： 或 切割或加長(zhǎng)直線直線 其中， kD和kD是切割或加長(zhǎng)比例常數(shù)。2DVpk qDVpk q2DVHk qDVHk q第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇11一、切割定律3)作為一個(gè)特例一個(gè)特例，當(dāng)通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的管路性能曲線經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)（即管路系統(tǒng)的靜壓等于0）時(shí)，則此時(shí)管路性能曲線和錐形、弧形前盤(pán)通風(fēng)機(jī)的切錐形、弧形前盤(pán)通風(fēng)機(jī)的切割拋物線割拋物線都是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的二次拋物線。因此，管路性能曲線與過(guò)工作點(diǎn)的這一條切割拋物線重重合合，葉片

7、切割前后的工作點(diǎn)葉片切割前后的工作點(diǎn)也就是切割前后的對(duì)對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)應(yīng)工況點(diǎn)。在這種情況下，無(wú)論是已知切割量D=D2-D2求切割前后切割前后工作點(diǎn)流量的變化，或者是已知流量的變化求葉輪的切割量求葉輪的切割量D，均可由式（4-16）或式（或式（4-17b4-17b）直接求出直接求出。 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇12二、切割方式引 言 離心式離心式泵與風(fēng)機(jī)由于工作條件及結(jié)構(gòu)工作條件及結(jié)構(gòu)等等的不同不同，既有共性共性特點(diǎn)，又有個(gè)性個(gè)性差異。在選擇切割或加長(zhǎng)方式時(shí)，應(yīng)注意根據(jù)共應(yīng)注意根據(jù)共性特點(diǎn)性特點(diǎn)和個(gè)性差異個(gè)性差異，采用相應(yīng)的切割方式相應(yīng)的切割方式。 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇13二、

8、切割方式1.切割量限制限制。葉輪外徑的切割應(yīng)以效率應(yīng)以效率不致大不致大量下降量下降為原則，切割量不能太大切割量不能太大。1)對(duì)離心泵離心泵，其允許最大切割量與比轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系如表4-2；2)對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)，通常D/D27%15%。其中7%為葉輪前盤(pán)為錐形或弧形前盤(pán)為錐形或弧形通風(fēng)機(jī)的切割量切割量，而15%葉輪前盤(pán)為平直形前盤(pán)為平直形通風(fēng)機(jī)的切割量切割量。 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇14二、切割方式2.分次切割分次切割、一次加長(zhǎng)一次加長(zhǎng)的原則。1)切割公式是近似是近似,有時(shí)會(huì)有較大誤差，在切割時(shí)應(yīng)留有余地留有余地，分分23次次切割切割；2)每次切割后應(yīng)后應(yīng)經(jīng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試核

9、算現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試核算，以防以防切割過(guò)量致使過(guò)量致使泵與風(fēng)機(jī)出出力不夠力不夠。3)離心式通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)的葉片經(jīng)常經(jīng)常采用加長(zhǎng)采用加長(zhǎng)的方法。葉片的加長(zhǎng)一般按原方向，保持出口安按原方向，保持出口安裝角裝角2y不變不變，若加長(zhǎng)量在在5%以?xún)?nèi)以?xún)?nèi)，應(yīng)采用一次一次加長(zhǎng)加長(zhǎng)，以免影響葉輪強(qiáng)度以免影響葉輪強(qiáng)度。葉輪直徑放大后，蝸舌和葉輪間的間隙蝸舌和葉輪間的間隙將會(huì)減減小小。如間隙過(guò)。如間隙過(guò)第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇15二、切割方式小小，會(huì)引起較大的噪聲會(huì)引起較大的噪聲，效率也會(huì)略有降低效率也會(huì)略有降低，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)放大間隙適當(dāng)放大間隙（即縮短蝸舌縮短蝸舌），如圖4-24所示。 同時(shí)同時(shí)還應(yīng)考慮到電動(dòng)機(jī)是否

10、會(huì)過(guò)載電動(dòng)機(jī)是否會(huì)過(guò)載而需要更換的問(wèn)題。4)離心泵離心泵通常只采用切割切割的方法。3.葉片切割后，應(yīng)對(duì)葉輪進(jìn)行動(dòng)靜平衡試驗(yàn)動(dòng)靜平衡試驗(yàn)。也可也可以以根據(jù)具體情況，只做靜平衡試驗(yàn)。 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇16二、切割方式4.對(duì)于離心通風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)，其葉片切割有兩種方式兩種方式：一種是前后盤(pán)一起切割前后盤(pán)一起切割；另一種只切割葉片只切割葉片，不切不切割前后盤(pán)割前后盤(pán)。1)一般而言，只切割葉片的方式較好較好，因?yàn)椴磺星昂蟊P(pán)，余下的前后盤(pán)將形成一個(gè)無(wú)葉無(wú)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓器旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓器，且仍能保持葉輪外徑與蝸殼流道間葉輪外徑與蝸殼流道間的適當(dāng)間隙的適當(dāng)間隙，有利于保持有利于保持通風(fēng)機(jī)的效率效率，以

11、彌補(bǔ)彌補(bǔ)葉片切割后引起的效率降低引起的效率降低。2)不過(guò)，只切割葉片時(shí)，必須保證被切割葉片那部分前后盤(pán)上不留那部分前后盤(pán)上不留葉片痕跡痕跡，因?yàn)闅堄嗟娜~片痕跡將形成鼓風(fēng)損失鼓風(fēng)損失，使改造后節(jié)能效果下降節(jié)能效果下降。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇17二、切割方式5.切割高比轉(zhuǎn)速的離心泵高比轉(zhuǎn)速的離心泵（實(shí)際為混流泵）時(shí)，應(yīng)把前后蓋板切割成不同直前后蓋板切割成不同直徑徑，使前蓋板D2大于大于后蓋板D2，如圖4-25。切割后葉輪平均外徑平均外徑為6.對(duì)于分段式多級(jí)離心泵分段式多級(jí)離心泵，切割時(shí)應(yīng)保留其前后保留其前后蓋板蓋板部分，只切割葉片部分。以避免因?qū)~內(nèi)徑導(dǎo)葉內(nèi)徑和葉輪外徑之間的間隙過(guò)大和

12、葉輪外徑之間的間隙過(guò)大而導(dǎo)致泵的效率下降。 222222mDDD第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇18三、切割定律的應(yīng)用（舉例）例4-1某輸送常溫水常溫水的單級(jí)單吸離心泵單級(jí)單吸離心泵在轉(zhuǎn)速n=2900r/min時(shí)的性能參數(shù)見(jiàn)表4-3。管路性能曲線方程為：Hc=20+78000qV2（m）；式中qV的單位為m3/s。泵的葉輪外徑D2=162mm，水的密度=1000kg/ m3。求：（1）此泵系統(tǒng)的最大流量最大流量及相應(yīng)的軸功率相應(yīng)的軸功率；（2）擬通過(guò)切割葉輪方式通過(guò)切割葉輪方式達(dá)到實(shí)際所需最大流量qV=610-3m3/s，問(wèn)切割后直徑D2為多少？（3）設(shè)切割后對(duì)應(yīng)工況泵效率泵效率不變不變，問(wèn)

13、采用切割葉輪方式比比出口節(jié)流調(diào)節(jié)能節(jié)約多少軸功率節(jié)約多少軸功率？第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇19 解（1）把泵性能曲線和管路性能曲線按相同按相同比例尺比例尺畫(huà)在同一坐標(biāo)圖上，如圖4-26所示。則交點(diǎn)M即為運(yùn)行工況點(diǎn)即為運(yùn)行工況點(diǎn)，運(yùn)行工況點(diǎn)流量即為泵系運(yùn)行工況點(diǎn)流量即為泵系統(tǒng)最大流量統(tǒng)最大流量qVmax。讀圖：qVmax=7.910-3m3/s，相應(yīng)H=24.8m； =64.5%。則相應(yīng)軸功率為：3Vmaxsh1000 9.806 7.9 1024.82.98kW10001000 0.645gqHP三、切割定律的應(yīng)用（舉例）第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇20三、切割定律的應(yīng)用（舉例）

14、 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇21三、切割定律的應(yīng)用（舉例）（2）切割葉輪后泵的性能曲線要變化泵的性能曲線要變化（向下移動(dòng)），但管路性能曲線不變但管路性能曲線不變，故切割葉輪后的運(yùn)行工況點(diǎn)運(yùn)行工況點(diǎn)必在管路性能曲線上流量610-3m3/s這一點(diǎn)（即圖中之M點(diǎn)）。但點(diǎn)點(diǎn)M 與與M點(diǎn)點(diǎn)不是切割前后的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)不是切割前后的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)，下面下面需求出在H-qV上（即D2=162mm時(shí)的性能曲線上）與與M 點(diǎn)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)。該離心泵的比轉(zhuǎn)速ns為3Vmaxs3 43 43.65q3.65 2900 7.9 108524.8nnH第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇22三、切割定律的應(yīng)用

15、（舉例）屬于中、高比轉(zhuǎn)速離心泵中、高比轉(zhuǎn)速離心泵，故對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)均在切對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)均在切割拋物線上割拋物線上。過(guò)M點(diǎn)的切割拋物線為 在圖4-26上按相同比例作此切割拋物線按相同比例作此切割拋物線。切割拋物線與泵的性能曲線交于交于A點(diǎn)點(diǎn)，則M點(diǎn)與A點(diǎn)為切割前后為切割前后的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)。從圖可讀出：qV=6.710-3m3/s，H=28m。于是，可計(jì)算出： 222DVVV2322.86300006 10Hk qqqV22V6162145.1mm6.7qDDq第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇23三、切割定律的應(yīng)用（舉例）或 按式（4-16）和式（4-17a）求出的結(jié)果有出入，這是因?yàn)橛脠D解法作

16、圖和讀數(shù)圖解法作圖和讀數(shù)據(jù)據(jù)誤差產(chǎn)生誤差產(chǎn)生，現(xiàn)取D2=146mm。 2222.8162146.2mm28HDDH第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇24三、切割定律的應(yīng)用（舉例）（3）從圖4-26可讀出切割葉輪使qV=610-3m3/s時(shí)的運(yùn)行工況點(diǎn)M 的的H 。其效率應(yīng)與對(duì)應(yīng)點(diǎn)效率應(yīng)與對(duì)應(yīng)點(diǎn)A相相同同（假設(shè)切割后效率不變），故 =A=65%，則而節(jié)流時(shí)泵的性能曲線不變節(jié)流時(shí)泵的性能曲線不變，管路性能曲線變陡，運(yùn)行工況點(diǎn)是qV=610-3m3/s時(shí)的M點(diǎn)點(diǎn)，其其H=29.8m；=64.5%，則節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)的軸功率節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)的軸功率為3Vsh1000 9.806 6 1022.82.06kW100

17、01000 0.65gq HP 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇25三、切割定律的應(yīng)用（舉例） 故得切割葉輪法比出口節(jié)流調(diào)節(jié)法節(jié)約軸功率節(jié)約軸功率 若考慮到( D2- D2)/ D2=(162-146)/ 162=9.8%時(shí)效率下降效率下降1%, ,即=64%，則 P=Psh- Psh=2.72-2.10=0.62 (kW)。 3sh1000 9.806 6 1029.82.72kW10001000 0.645Vgq HP shsh2.722.060.66kWPPP第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇26第四節(jié) 離心泵的系列型譜一、離心泵的工作范圍工作范圍 工作范圍的定義，如何作出工作范圍。二

18、、離心泵的系列系列型譜型譜 型譜的定義；系列型譜的定義；系列型譜的作用。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇27第五節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行一、泵與風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)特性 以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩作為描述對(duì)象，對(duì)離心式、軸流式泵關(guān)閥和閉閥啟動(dòng)時(shí)關(guān)閥和閉閥啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，以及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速和電流與轉(zhuǎn)電流與轉(zhuǎn)速的關(guān)系速的關(guān)系進(jìn)行了分析和討論。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇28第五節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行二、泵的啟動(dòng)、運(yùn)行及故障分析 （一）啟動(dòng):1.充水；2.暖泵；3.啟動(dòng)前的檢查；4.啟動(dòng)。 （二）運(yùn)行:運(yùn)行中的注意事項(xiàng)，停泵前注意事項(xiàng)。 （三）故障

19、分析：常見(jiàn)故障及其產(chǎn)生的原因和消除方法。參見(jiàn)表4-4。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇29第五節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行三、風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行及故障分析 （一）啟動(dòng):啟動(dòng)前應(yīng)該仔細(xì)檢查的事項(xiàng)；啟動(dòng)前注意事項(xiàng)；每次大小修要進(jìn)行試運(yùn)；鍋爐引風(fēng)機(jī)或高溫通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)要特別注意電動(dòng)機(jī)的超載情況。 （二）運(yùn)行：正常運(yùn)行中的監(jiān)視和檢查。 （三）故障分析：常見(jiàn)故障及其產(chǎn)生的原因和消除方法。參見(jiàn)表4-5。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇30第六節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的幾個(gè)問(wèn)題 泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況運(yùn)行狀況對(duì)電廠的安全、經(jīng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行濟(jì)運(yùn)行十分重要。目前泵與風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中還存在諸如運(yùn)行效率偏低運(yùn)行效率偏低、振動(dòng)、磨損等問(wèn)

20、題振動(dòng)、磨損等問(wèn)題。 近年來(lái)，低效產(chǎn)品已逐步被較高效率的低效產(chǎn)品已逐步被較高效率的新產(chǎn)品所取代新產(chǎn)品所取代，并隨著各種新型、高效調(diào)節(jié)各種新型、高效調(diào)節(jié)裝置的使用裝置的使用，運(yùn)行效率已得到了大大改善大大改善。 本節(jié)主要討論振動(dòng)振動(dòng)、磨損磨損兩方面問(wèn)題。 第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇31一、泵與風(fēng)機(jī)的振動(dòng) （一）機(jī)械原因引起的振動(dòng)（二）流體流動(dòng)引起的振動(dòng)（二）流體流動(dòng)引起的振動(dòng)（三）原動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇32（一）機(jī)械原因機(jī)械原因引起的振動(dòng)l 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡質(zhì)量不平衡引起的振動(dòng)l 轉(zhuǎn)子中心不正中心不正引起的振動(dòng)l 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速引起的振動(dòng)l 油膜振蕩油膜振

21、蕩引起的振動(dòng)l 動(dòng)靜部件之間的摩擦動(dòng)靜部件之間的摩擦引起的振動(dòng)l 基礎(chǔ)不良基礎(chǔ)不良或地腳螺釘松動(dòng)地腳螺釘松動(dòng)l 平衡盤(pán)設(shè)計(jì)不良平衡盤(pán)設(shè)計(jì)不良引起的振動(dòng)第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇33（二）流體流動(dòng)引起的振動(dòng)1.水力振動(dòng)2.旋轉(zhuǎn)脫流旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)3.喘振喘振第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇341.水力振動(dòng) 由于給水泵葉片葉片渦流脫離渦流脫離的尾跡的尾跡要持續(xù)一段很長(zhǎng)的距離，在動(dòng)靜部分產(chǎn)生干涉現(xiàn)象動(dòng)靜部分產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，當(dāng)給給水水由葉輪葉片外端經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)導(dǎo)葉和蝸舌導(dǎo)葉和蝸舌時(shí)，就要產(chǎn)生產(chǎn)生水力沖擊水力沖擊，形成一定頻率的周期性一定頻率的周期性壓強(qiáng)脈動(dòng)，它傳給泵體、管路和基礎(chǔ)泵體、管路和基礎(chǔ)

22、，引起引起振動(dòng)和噪聲振動(dòng)和噪聲。 若各級(jí)動(dòng)葉和導(dǎo)葉動(dòng)葉和導(dǎo)葉組裝位置均在同一方向均在同一方向，則各級(jí)葉輪葉片通過(guò)導(dǎo)葉頭部時(shí)通過(guò)導(dǎo)葉頭部時(shí)的水力沖擊將將迭迭加加起來(lái)，引起振動(dòng)起來(lái)，引起振動(dòng)。 如果這個(gè)頻率這個(gè)頻率與泵本身或管路的固有頻率固有頻率相重合，將產(chǎn)生共振共振，問(wèn)題就更嚴(yán)重問(wèn)題就更嚴(yán)重。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇352.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)l泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)不穩(wěn)定工況區(qū)運(yùn)行，其葉片上將產(chǎn)生產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流，可能使葉片發(fā)生使葉片發(fā)生共振共振，造成葉片疲勞斷裂葉片疲勞斷裂。l以軸流式風(fēng)機(jī)軸流式風(fēng)機(jī)為例為例說(shuō)明旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)脫流脫流及其引引起起的振動(dòng)振動(dòng)。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇3

23、62.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)當(dāng)風(fēng)機(jī)處于正常工況正常工況工作時(shí)，沖角等于零或小于臨界沖沖角等于零或小于臨界沖角角，而繞翼型的氣流保持其流線型狀，如圖4-30(a)。風(fēng)機(jī)處于小于設(shè)計(jì)流量流處于小于設(shè)計(jì)流量流動(dòng)動(dòng)時(shí)，氣流與葉片進(jìn)口形成正沖角正沖角，隨著沖角的增大，隨著沖角的增大，在葉片后緣附近產(chǎn)生在葉片后緣附近產(chǎn)生渦流渦流，而且氣流開(kāi)始從上表面分離分離。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇372.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)當(dāng)沖角超過(guò)超過(guò)某一臨界值某一臨界值時(shí)，氣流在葉片背部的流動(dòng)遭到破壞遭到破壞，升力減小升力減小，阻力阻力卻急劇增加卻急劇增加，如圖4-30(b)所示。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“脫流脫流”或或“失速失速”。如果

24、如果脫流現(xiàn)象發(fā)生在風(fēng)機(jī)葉道內(nèi)脫流現(xiàn)象發(fā)生在風(fēng)機(jī)葉道內(nèi)，則脫脫流將對(duì)葉道造成阻塞流將對(duì)葉道造成阻塞，使葉道內(nèi)使葉道內(nèi)阻力增阻力增大大，同時(shí)風(fēng)壓也隨之而迅速風(fēng)壓也隨之而迅速降低降低。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇382.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片由于加工及安裝等原因由于加工及安裝等原因不可能有完全完全相同相同的形狀和安裝角形狀和安裝角，同時(shí)流體的來(lái)流流向也來(lái)流流向也不會(huì)完全均勻不會(huì)完全均勻，因此，當(dāng)運(yùn)行工況變化而使流運(yùn)行工況變化而使流動(dòng)方向發(fā)生偏離動(dòng)方向發(fā)生偏離時(shí)，在各個(gè)葉片進(jìn)口的沖角就沖角就不可能完全相同不可能完全相同。隨著流量減小流量減小，如果如果某一葉片進(jìn)口處的沖角達(dá)某一葉片進(jìn)口處的沖角

25、達(dá)到臨界值到臨界值，就首先在該葉片上發(fā)生脫流首先在該葉片上發(fā)生脫流，而不而不會(huì)所有葉片會(huì)所有葉片都同時(shí)發(fā)生脫流。在圖4-31中，假假設(shè)設(shè)在葉道在葉道2 2首先由于脫流而出現(xiàn)氣流首先由于脫流而出現(xiàn)氣流阻塞現(xiàn)象阻塞現(xiàn)象。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇392.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)p葉道受阻塞后受阻塞后，通過(guò)的流量減少流量減少，在該葉道前葉道前形成低速停滯區(qū)形成低速停滯區(qū)，于是原來(lái)進(jìn)入葉道原來(lái)進(jìn)入葉道2的氣流只的氣流只能分流進(jìn)入葉道能分流進(jìn)入葉道1和葉道和葉道3。這兩股分流來(lái)兩股分流來(lái)的氣流與原來(lái)與原來(lái)進(jìn)入葉道1和葉 道3的氣流匯合匯合，從而改從而改 變了變了原來(lái)進(jìn)入葉道1和葉 道3的氣流方向，使流

26、入 葉道1的氣流沖角的氣流沖角減小減小， 而流入葉道3的沖角的沖角增大增大。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇402.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)p 因此，分流的結(jié)果分流的結(jié)果將使葉道葉道1下部葉片下部葉片的繞流情況有所改善有所改善。脫流的可能性減小，甚至消失；而葉道葉道3下部葉片下部葉片卻因沖角增大因沖角增大而促而促使其發(fā)生脫流使其發(fā)生脫流。葉道3內(nèi)發(fā)生脫硫后后又又形成形成阻塞阻塞，使葉道3前的氣流發(fā)生分流發(fā)生分流，其結(jié)果其結(jié)果又促使又促使葉道葉道4內(nèi)發(fā)生脫流和阻塞內(nèi)發(fā)生脫流和阻塞。這種現(xiàn)象這種現(xiàn)象繼續(xù)進(jìn)行繼續(xù)進(jìn)行下去，使脫流現(xiàn)象所造成的阻塞區(qū)使脫流現(xiàn)象所造成的阻塞區(qū)沿著沿著與葉輪旋轉(zhuǎn)與葉輪旋轉(zhuǎn)相反相

27、反的方向移動(dòng)的方向移動(dòng)。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇412.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)p實(shí)驗(yàn)表明，脫流傳播的相對(duì)速度脫流傳播的相對(duì)速度遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于葉輪本身旋轉(zhuǎn)角速度本身旋轉(zhuǎn)角速度 。因此，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中，可以觀察到脫流區(qū)以脫流區(qū)以 - 的速度旋轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，方向與葉輪方向與葉輪轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同，此種現(xiàn)象此種現(xiàn)象稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)脫流脫流或旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)失速失速。u風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)運(yùn)行，葉輪內(nèi)將產(chǎn)生一一個(gè)到數(shù)個(gè)個(gè)到數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)脫流區(qū)，葉片依次經(jīng)過(guò)依次經(jīng)過(guò)脫流區(qū)要受到交變應(yīng)力交變應(yīng)力的作用。這種交變應(yīng)力會(huì)使葉片產(chǎn)生疲勞。葉片每經(jīng)過(guò)一次脫流區(qū)將受到一次激振力激振力的作用，此激振力的作用頻率頻

28、率與旋轉(zhuǎn)脫旋轉(zhuǎn)脫流的轉(zhuǎn)速流的轉(zhuǎn)速及脫流區(qū)的數(shù)目脫流區(qū)的數(shù)目成正比。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇422.旋轉(zhuǎn)脫流引起的振動(dòng)u如果這一激振力的作用頻率與葉片的固有頻率成整數(shù)倍的關(guān)系成整數(shù)倍的關(guān)系，或者等于或接近于葉片的固有頻率，葉片將發(fā)生葉片將發(fā)生共振共振。u此時(shí)，葉片的動(dòng)應(yīng)力顯著增加動(dòng)應(yīng)力顯著增加，甚至可可達(dá)數(shù)十倍以上達(dá)數(shù)十倍以上，使葉片產(chǎn)生斷裂。一旦有一個(gè)葉片疲勞斷裂一個(gè)葉片疲勞斷裂，就有可能將全部有可能將全部葉片打斷葉片打斷。因此，應(yīng)應(yīng)盡量避免盡量避免泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)在在不穩(wěn)定工況區(qū)不穩(wěn)定工況區(qū)運(yùn)行運(yùn)行。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇433.喘振l具有駝峰型性能曲線駝峰型性能曲線的

29、泵或風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)定區(qū)域內(nèi)工作，而系統(tǒng)中的容量又很大系統(tǒng)中的容量又很大時(shí)，則泵或風(fēng)機(jī)的流量、壓頭和功率流量、壓頭和功率會(huì)在瞬間瞬間內(nèi)發(fā)生很大很大的周期性周期性的波動(dòng)波動(dòng)，引起劇烈的振動(dòng)劇烈的振動(dòng)和噪聲噪聲。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“喘振喘振”或“飛動(dòng)飛動(dòng)”現(xiàn)象現(xiàn)象。l現(xiàn)以風(fēng)機(jī)為例風(fēng)機(jī)為例說(shuō)明喘振產(chǎn)生喘振產(chǎn)生的原因原因。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇443.喘振當(dāng)風(fēng)機(jī)在如圖4-32所示的大容量大容量管路系統(tǒng)中系統(tǒng)中運(yùn)行，且工況點(diǎn)工況點(diǎn)落在如圖4-33所示的全壓性能曲線最高點(diǎn)（K)點(diǎn)左側(cè)的區(qū)域左側(cè)的區(qū)域時(shí)，風(fēng)機(jī)將出現(xiàn)不出現(xiàn)不穩(wěn)定穩(wěn)定運(yùn)行運(yùn)行，具體分析如下如下：第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇45

30、3.喘振當(dāng)閥門(mén)閥門(mén)F的開(kāi)度在在瞬間減小瞬間減小到qVM（ qVK ）所要求的開(kāi)度時(shí)，管路系統(tǒng)管路系統(tǒng)阻力瞬間增大阻力瞬間增大，為克服為克服瞬間增大的管路系統(tǒng)阻力，致使致使風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出流量逐漸減小的輸出流量逐漸減小，由圖可知由圖可知，其提供的其提供的全壓全壓逐漸增大增大，即運(yùn)行工況點(diǎn)由A點(diǎn)沿全壓點(diǎn)沿全壓性能曲線逐漸向左上方移動(dòng)至性能曲線逐漸向左上方移動(dòng)至K點(diǎn)點(diǎn)；在這一漸變過(guò)程中這一漸變過(guò)程中，風(fēng)機(jī)的輸出流量始終大始終大于于管路系統(tǒng)實(shí)際所需求的流量實(shí)際所需求的流量qVM，富裕流富裕流量量產(chǎn)生產(chǎn)生，導(dǎo)致導(dǎo)致積聚在管路系統(tǒng)中的管路系統(tǒng)中的氣體壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)不斷升高不斷升高；第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)

31、及選擇463.喘振p至至K點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)積聚氣體壓強(qiáng)已升高到積聚氣體壓強(qiáng)已升高到遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于風(fēng)機(jī)產(chǎn)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的全壓生的全壓。此時(shí)，風(fēng)機(jī)在瞬間在瞬間完全停止完全停止向管路系統(tǒng)輸送氣體輸送氣體，在很大的逆向壓強(qiáng)差很大的逆向壓強(qiáng)差作用下，積聚在管路系統(tǒng)中的氣體積聚在管路系統(tǒng)中的氣體迅即倒流迅即倒流而出現(xiàn)較大的負(fù)流量負(fù)流量，運(yùn)行工況點(diǎn)便由K點(diǎn)迅速跳到迅速跳到第二現(xiàn)象內(nèi)的C點(diǎn)點(diǎn)；p由于倒流倒流和F處出流處出流，產(chǎn)生，導(dǎo)致積聚在管路中的氣體壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)迅速下降迅速下降，逆向壓強(qiáng)差逆向壓強(qiáng)差也迅速下降迅速下降，負(fù)流量逐漸負(fù)流量逐漸減小減小，全壓也逐漸減小，運(yùn)行工況點(diǎn)由由C沿全壓性能曲線降至沿全壓性能曲線降至D點(diǎn)點(diǎn)；

32、第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇473.喘振u運(yùn)行工況點(diǎn)移至D點(diǎn)時(shí)，管路已處于真空狀態(tài)真空狀態(tài)，而風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的全壓仍較大全壓仍較大，風(fēng)機(jī)在較大全壓較大全壓作用下作用下瞬間瞬間向管路系統(tǒng)輸送氣體輸送氣體，出現(xiàn)較大流出現(xiàn)較大流量量，即運(yùn)行工況點(diǎn)由由D點(diǎn)迅速跳到點(diǎn)迅速跳到E點(diǎn)點(diǎn)；u若若管路系統(tǒng)的流量需求仍為需求仍為qVM，則此時(shí)風(fēng)機(jī)所提供的全壓全壓仍不能仍不能克服克服較大的管路系統(tǒng)阻力管路系統(tǒng)阻力，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)將由E點(diǎn)滑向點(diǎn)滑向K點(diǎn)點(diǎn)；此后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行將會(huì)周而復(fù)始周而復(fù)始地按E、K、C、D、E各點(diǎn)各點(diǎn)重復(fù)循環(huán)重復(fù)循環(huán)，其運(yùn)行工況點(diǎn)始終落不到始終落不到M點(diǎn)點(diǎn)，這種不穩(wěn)定運(yùn)行工況不穩(wěn)定運(yùn)行工況即為喘

33、振現(xiàn)象喘振現(xiàn)象。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇483.喘振n 防治喘振的措施（1）使泵與風(fēng)機(jī)的流量恒大于恒大于qVK。（2）通過(guò)風(fēng)機(jī)各種轉(zhuǎn)速下性能曲線中最高全壓點(diǎn)的相似拋物線相似拋物線，將風(fēng)機(jī)的性能曲線分割為兩部分割為兩部分分，右邊為穩(wěn)定工況區(qū)右邊為穩(wěn)定工況區(qū)，左邊左邊為不穩(wěn)定工況區(qū)；通過(guò)改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可得到穩(wěn)定得到穩(wěn)定的運(yùn)行工況。（3）軸流式泵與風(fēng)機(jī)可采用采用動(dòng)葉調(diào)節(jié)動(dòng)葉調(diào)節(jié)。（4）最根本的措施最根本的措施是盡量避免盡量避免采用具有駝峰型駝峰型性能曲線性能曲線。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇49旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的區(qū)別和聯(lián)系n旋轉(zhuǎn)脫流旋轉(zhuǎn)脫流是葉片結(jié)構(gòu)特性葉片結(jié)構(gòu)特性造成

34、的一種流體動(dòng)力現(xiàn)象，它的一些基本特性，例如脫流區(qū)脫流區(qū)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)速度、脫流起始點(diǎn)、消失點(diǎn)等，都有它自身規(guī)律，不受不受泵與風(fēng)機(jī)管路系統(tǒng)管路系統(tǒng)容量和形狀容量和形狀的影響影響。n喘振喘振是泵與風(fēng)機(jī)性能與與管路系統(tǒng)耦合后耦合后振蕩特性的振蕩特性的一種表現(xiàn)形式一種表現(xiàn)形式，它的振幅、頻率等基本特性受受泵與泵與風(fēng)機(jī)管路系統(tǒng)風(fēng)機(jī)管路系統(tǒng)容量支配容量支配，其流量、全壓和軸功率的波動(dòng)是由由不穩(wěn)定工況不穩(wěn)定工況區(qū)造成的區(qū)造成的。n實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明，喘振現(xiàn)象喘振現(xiàn)象總是與葉道內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)脫與葉道內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)脫流密密切相關(guān)切相關(guān)，事實(shí)上事實(shí)上沖角增大也與流量減小沖角增大也與流量減小有關(guān)。所以，出現(xiàn)喘振出現(xiàn)喘振不穩(wěn)定

35、工況區(qū)不穩(wěn)定工況區(qū)很可能會(huì)會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)脫流旋轉(zhuǎn)脫流。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇50（三）原動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng) 原動(dòng)機(jī)為汽輪機(jī)時(shí)，詳見(jiàn)有關(guān)汽輪機(jī)振動(dòng)方面的資料。 原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)，因電磁力引起振因電磁力引起振動(dòng)動(dòng)，具體可歸納為：l 磁場(chǎng)不平衡磁場(chǎng)不平衡引起的振動(dòng)。l 鼠籠式電動(dòng)機(jī)鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠條斷裂引起的振動(dòng)。l 電動(dòng)機(jī)鐵芯硅鋼片過(guò)松電動(dòng)機(jī)鐵芯硅鋼片過(guò)松而引起的振動(dòng)。 不同振動(dòng)頻率不同振動(dòng)頻率時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的可能原因匯總于表4-6。第四章 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇51二、風(fēng)機(jī)的磨損 引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)雖設(shè)置在除塵器后，但由于除塵器由于除塵器并不能把煙氣中全部固體微粒除去并不能把煙氣中全部固體微粒除去，